一种模块化鱼坡结构、及其设计方法和施工方法技术

一种模块化鱼坡结构、及其设计方法和施工方法，鱼坡为靠近鱼类上溯障碍布置的斜坡，该斜坡上布置有若干排和若干列的阻流体群，每排和每列阻流体群包括多个阻流体；每排阻流体群的主轴线与水流流向垂直，每列阻流体群的主轴线与水流流向平行；每排阻流体群中的多个阻流体呈锯齿形布置，且同一排相邻阻流体之间留有过鱼缝，相邻两排阻流体群中间形成池室；在每个阻流体的背水面设置有凹槽结构形成鱼类藏匿场所；在所述斜坡上铺设有卵砾石；所述斜坡为多列单体A模块和多列单体B模块拼接而成。本发明专利技术提供了一种能促进鱼类上溯、为鱼类提供藏匿空间的鱼坡结构，并提供了可推广的鱼坡结构确定方法、鱼坡单体结构和可实现模块化生产的实施方法。实施方法。实施方法。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化鱼坡结构、及其设计方法和施工方法


[0001]本专利技术涉及河流连通性修复领域，具体涉及有利于鱼类上溯和藏匿的一种模块化鱼坡结构、及其设计方法和施工方法。

技术介绍

[0002]坝堰作为人类主要涉水工程，为水资源配置提供了有效保障的同时，将河流物理阻隔为上游和下游，这往往阻隔了下游生物(主要是鱼类)前往上游栖息地的迁移通道。而通过对坝堰进行连通性修复，可有效解决水资源配置和生态保护需求之间的矛盾。因此在坝堰上设计并实施有利于鱼类上溯的过鱼通道，对于充分发挥坝堰的综合效益至关重要。当前，坝堰连通性修复主要包括修建技术型鱼道、仿自然鱼道、升鱼机、集运鱼系统和拆除坝堰这几种方式。
[0003]如公开号为CN110230296A的专利申请公开了一种仿自然生态鱼道及其施工方法，所述仿自然生态鱼道结构为：其横断面为梯形，由下至上依次铺设第二复合土工膜、细砂层、第一复合土工膜、砂料级配碎石过渡层和宾格网石笼底坡；在所述宾格网石笼底坡上沿仿自然生态鱼道延伸方向间隔设置若干浆砌石隔墙。
[0004]又如，公开号为CN111328739A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化鱼坡结构，其特征在于，鱼坡为靠近鱼类上溯障碍布置的斜坡，该斜坡上布置有若干排和若干列的阻流体群，每排和每列阻流体群包括多个阻流体；每排阻流体群的主轴线与水流流向垂直，每列阻流体群的主轴线与水流流向平行；每排阻流体群中的多个阻流体呈锯齿形布置，且同一排相邻阻流体之间留有过鱼缝，相邻两排阻流体群中间形成池室；在每个阻流体的背水面设置有凹槽结构形成鱼类藏匿场所；在所述斜坡上铺设有卵砾石；所述斜坡为多列单体A模块和多列单体B模块拼接而成，每列单体A模块设包括多块单体A，每列单体B模块包括多块单体B，每块单体A的中部横向设置有一块阻流体，每块单体B靠近顶部位置设置有一块阻流体；单体A和单体B横向交错拼接后形成锯齿形布置的每排阻流体群；在每块单体A以及每块单体B的四角位置处设置有连接件。2.一种如权利要求1所述的模块化鱼坡结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S21、调查并采集基础参数数据集S{x
i
}；i表示基础参数不同类别，该基础参数类别包括目标坝堰坝址处河流水文数据、过鱼对象生态习性和坝体结构参数三种，x
i
表示各类别对应的基础参数；步骤S22、根据基础参数数据集，确定限制指标集X{x
i
,y
i
}可接受数值范围，y
i
表示与基础参数x
i
相关的限制指标；步骤S23、根据基础数据和确定的限制指标数值，通过对应相关函数，初步拟定鱼坡结构尺寸，并判断过鱼缝水力宽度是否满足要求；步骤S24、根据基础数据和拟定的鱼坡结构尺寸，通过水体能量耗散值评估池室结构是否满足要求；步骤S25、计算鱼坡不同诱鱼、过鱼效果工况对应的流量范围；步骤S26、计算过鱼效果最佳工况和诱鱼效果最佳工况对应的流量范围和对应工况下运行时间百分比，并据此对鱼坡运行效果进行评估。3.如权利要求2所述的模块化鱼坡结构的设计方法，其特征在于，在步骤S21中：所述水文数据包括上游来流流量Q
river
、库区引水流量Q
d
、鱼坡断面河道流量Q
a
、坝址要求下泄的最小生态流量Q
e
和坝下河床高程H0；所述过鱼对象生态习性包括目标鱼类体高H
F
、摆尾幅度W
F
和最大克流能力V
Fmax
；所述坝体结构参数包括坝顶高程H
weir
、过流堰堰宽W
weir
和过流堰过流长度L
weir
；则基础参数数据集S{x
i
}＝{Q
river
，Q
d
、Q
a
、Q
e
、H0、H
F
、W
F
、V
Fmax
、H
weir
、W
weir
、L
weir
}。4.如权利要求3所述的模块化鱼坡结构的设计方法，其特征在于，在步骤S22中：限制指标集X{x
i
，y
i
}可接受数值范围与相关的基础参数数据集S{x
i
}具有对应的函数关系：S{x
i
}
→
X{x
i
，y
i
}；所述限制指标包括鱼坡坡度β、鱼坡最小流量Q
RMIN
、阻流体背水面水深h2、鱼坡最大流速V
max
、鱼坡相邻池室水面高程差Δh、相邻阻流体之间的过鱼缝水力宽度W
h
、鱼坡池室水体能量耗散率Pd，各限制指标组成的指标集是影响鱼坡有效性的变量，则鱼坡效果函数F＝f(β，Q
RMIN
，h2，V
max
，Δh，W
h
，Pd
m
)；根据步骤S21调查并采集到的基础参数数据集，结合限制指标与相关的基础参数具有对应的函数关系和推荐阈值，获取限制指标计算方法和确定可接受数值范围。5.如权利要求4所述的模块化鱼坡结构的设计方法，其特征在于，在步骤S23中，鱼坡结
构尺寸包括阻流体高度Hb、一排阻流体群对应的阻流体个数N、鱼坡排数N
row
、池室数量N
p
、相邻阻流体过鱼缝几何宽度c、鱼坡爬升高度H
R
；基于最小生态流量Q
e
确定的鱼坡最小流量Q
RMIN
，根据函数关系计算每排过鱼缝数量(N
‑
1)、通过单个过鱼缝的流量Q
g
和过鱼缝水力宽度W
h
；其中过鱼缝水力宽度W
h
根据鱼坡最小流量Q
RMIN
、一排阻流体群对应的阻流体个数N、阻流体背水面水深h2、两个相邻池室之间的水位差进行确定，其函数表示为判断所得到的过鱼缝水力宽度W
h
是否满足步骤S22中限制指标可接受范围，如果满足，则计算值可被接受。6.如权利要求5所述的模块化鱼坡结构的设计方法，其特征在于，在步骤S24中，先假设阻流体直径Db和阻流体宽度Wb，在指标数据范围内选取鱼坡坡度β、同排相邻阻流体位移角α值，并根据相关函数计算相邻阻流体过鱼缝横向距离a、相邻阻流体过流过鱼缝垂向距离b、池室宽度W
p
、池室长度L
p
、池室水体容量V
p
、池室流量Q
p
和鱼坡长度L
R
；将池室流量Q
p
、阻流体背水面水...

【专利技术属性】
技术研发人员：金志军，李聪，秦鑫，王子伟，常理，董庆煊，王猛，聂威，王永猛，陈凡，赵再兴，夏云龙，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司华能集团技术创新中心有限公司中电建生态环境设计研究有限公司，
类型：发明
国别省市：